System level analysis of the BMP4 synexpression groups

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Synexpressionsgruppen sind Cluster von Genen, die in gemeinsamen molekularen Prozessen, wie z.B. Proteinsekretion, Chromatinstruktur und Wachstumsfaktor-Signalwegen fungieren. Synexpressionsgruppen sind inzwischen auch in Hefe, Zebrafisch, Maus und Mensch gefunden worden und sind daher offenbar ein weit verbreitetes Phänomen. Die Identifizierung von Synexpressionsgruppen erlaubt die Assemblierung molekularer Pathways und die Vorhersage der Funktion unbekannter Gene. Im ersten Teil dieses Antrags sollen daher Synexpressionsgruppen mittels Xenopus cDNA Microarrays in einem groß angelegten Clustering Experiment identifiziert werden. Dazu bestimmen wir das Expressionsprofil von 40.000 ESTs unter mehr als 50 verschiedenen Bedingungen. Im vorliegenden Antrag soll die räumlich-zeitliche Expression der Gene in den koexprimierten Genclustern durch whole-mount in situ Hybridisierung ermittelt werden, um ihre Zugehörigkeit zu echten Synexpressionsgruppen zu bestätigen und um die zu Grunde liegenden molekularen Wege zu assemblieren. Im zweiten Teil des Antrags soll eine Systemanlage der BMP4 Synexpressionsgruppe durchgeführt werden. Es hat sich herauskristallisiert, daß viele Mitglieder von Synexpressionsgruppen, die Signalwege betreffen, negative Rückkopplungs-Inhibitoren sind. Die quantitative Theorie dynamischer Systeme macht bestimmte Vorhersagen hinsichtlich der Bedeutung solcher Rückkopplung für die interne Regulation von Signalwegen. Wir planen diese Vorhersagen zu testen, indem wir die Rolle des negativen Rückkopplungsfaktoren BAMBI im BMP4 Signalweg mittels eines in vitro Systems und GFP Echtzeit Analyse untersuchen.